Depois de determinar a direção do desenvolvimento das baterias de lítio, os cientistas começaram a fazer esforços no campo das baterias de lítio. Como resultado, baterias de lítio com tamanho menor e maior densidade surgiram uma após a outra.
No entanto, a bateria neste momento ainda é chamada de bateria de lítio, não de bateria de íons de lítio.
Embora as baterias de lítio sejam boas, sua desvantagem está na natureza altamente reativa do lítio, o que as torna propensas a explosões e combustão espontânea, levantando preocupações sobre a segurança. Naquela época, de dez baterias de lítio, oito delas eram propensas à combustão espontânea. Segurar uma bateria de lítio era como segurar uma bomba em chamas, o que era extremamente perigoso.
No processo de abordar oQuestões de segurançadas baterias de lítio, um cientista emergiu como uma figura proeminente, e esse foi John Goodenough, muitas vezes referido como o "pai da bateria de íons de lítio".
Goodenough desenvolveu com sucesso um método para quebrar o lítio metálico em um estado iônico, permitindo que os íons de lítio se transportem entre os eletrodos positivo e negativo durante o processo de carga e descarga. Devido à ausência de lítio metálico e à presença de apenas íons de lítio durante o ciclo de carga e descarga, a segurança da bateria foi significativamente melhorada. Este tipo de bateria é conhecido como bateria de íons de lítio.
Em comparação com as baterias de lítio tradicionais, a maior vantagem das baterias de íons de lítio é de fato sua segurança aprimorada, com uma probabilidade de combustão espontânea ocorrer apenas em casos raros, estimada em cerca de um em dez mil. No entanto, devido aos graves incidentes de incêndios em baterias de lítio no passado, houve relutância entre as empresas ocidentais em adotar essa invenção quando as baterias de íons de lítio foram introduzidas.
O primeiro país a adotar a tecnologia de bateria de íons de lítio foi de fato o Japão. Na década de 1980, os produtos eletrônicos japoneses dominaram o mercado internacional e havia uma necessidade premente de avanços na tecnologia de baterias. Como uma das empresas mais poderosas do Japão, a Sony Corporation adotou a tecnologia de bateria de íons de lítio de John Goodenough.
De fato, com a introdução das baterias de íons de lítio, elas receberam aclamação generalizada e a Sony rapidamente emergiu como um player dominante na indústria de baterias.
Em 1997, John Goodenough desenvolveu ainda mais um novo tipo de bateria de íons de lítio conhecida como bateria de fosfato de ferro e lítio (LiFePO4). Esta bateria, uma vez introduzida, rapidamente ganhou atenção por sua estabilidade e baixo custo, tornando-a uma escolha proeminente para aplicações em larga escala. Gradualmente, tornou-se um dos principais tipos de bateria usados em veículos de nova energia.
As contribuições de Goodenough para a pesquisa de baterias de íons de lítio, incluindo o desenvolvimento da bateria LiFePO4, foram reconhecidas quando ele recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2019.
Embora as baterias de íons de lítio atualmente dominem o mercado de eletrônicos de consumo, a tecnologia de íons de lítio não é o auge do desenvolvimento de baterias. Ainda há potencial para melhorias adicionais na segurança e densidade de energia.
As empresas chinesas de baterias fizeram avanços significativos na exploração dessas áreas.
Para aumentar a autonomia dos veículos elétricos, existem atualmente duas abordagens principais. O primeiro método é simplesmente aumentar a capacidade da bateria. Quanto maior a bateria, maior a autonomia. No entanto, essa abordagem leva ao aumento de peso, custos mais altos e preocupações com a segurança. Em resposta a esses desafios, a BYD (Build Your Dreams) desenvolveu baterias blade.
As baterias Blade, desenvolvidas pela BYD, utilizam inovação estrutural alongando as células da bateria para aumentar seu comprimento. O próprio invólucro da bateria fornece algum suporte estrutural para a bateria, aumentando assim a densidade de energia e garantindo a segurança.
A segunda abordagem, como visto no caminho tecnológico da Tesla, concentra-se na otimização de software. Ao utilizar sistemas de controle eletrônico inteligentes, a Tesla otimiza a alocação e o uso de energia elétrica, com o objetivo de minimizar o consumo de energia e maximizar a produção de energia. Se podemos dizer que a BYD adota uma rota de tecnologia de "força bruta", então a Tesla segue uma rota de tecnologia "inteligente e eficiente".
No entanto, independentemente do caminho tecnológico seguido, sem avanços substanciais na tecnologia de baterias, essas abordagens são apenas soluções temporárias. Para resolver fundamentalmente o problema, a tecnologia de baterias precisa ser revolucionada.
Nesse sentido, as empresas chinesas estão de fato na vanguarda da exploração.
As baterias de íons de sódio são consideradas uma direção importante para o desenvolvimento futuro, e a empresa de baterias de energia da China, CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited), está atualmente liderando o desenvolvimento de baterias de íons de sódio.
A CATL introduziu sua primeira geração de baterias de íons de sódio. Embora sua densidade de energia ainda fique atrás da das baterias de lítio, ferro, fosfato e lítio ternário, as baterias de íons de sódio apresentam melhor desempenho em baixas temperaturas. Eles podem reter mais de 90% de sua capacidade de alcance, mesmo em ambientes tão frios quanto -20 graus Celsius. Além disso, as baterias de íons de sódio oferecem velocidades de carregamento rápidas, permitindo uma carga de 80% em apenas 15 minutos em temperatura ambiente. Isso aborda as preocupações com o carregamento lento de veículos elétricos em comparação com a conveniência do reabastecimento.
Embora o uso de sódio como material resolva o problema do eletrodo positivo na bateria, a questão permanece: E o eletrodo negativo?
Os materiais à base de silício são atualmente os materiais de eletrodo negativo de maior capacidade para baterias. Em teoria, eles podem lidar com densidades de corrente até 12 vezes maiores que o grafite. A China também fez avanços significativos nessa área, com um projeto chamado "Qinghai Lake Battery" que foi aplicado a projetos de smartphones. Essa tecnologia permite que as baterias sejam feitas com espessura inferior a um centímetro. Muitos smartphones com tela dobrável usam baterias à base de silício.
No geral, a tecnologia de baterias da China está atualmente na vanguarda global. Isso solidifica uma base sólida para o desenvolvimento futuro da China no campo das novas energias.
